コンクリートの性質を考える!品質の確保方法を解説

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「生コン打設」それは建築や土木工事において、コンクリートを正確に施工し、堅牢な基盤や構造物を築く鍵です。

しかし、生コン打設には様々な課題とトラブルが潜んでいます。

そこで、この記事では生コン打設に関するあらゆる疑問や課題に対処し、スムーズで成功する方法をご紹介します。

コンクリートを打設する際には、品質や施工性能の確保が不可欠です。

生コン打設作業では、コンクリートの特性やポンプ圧送などのテクニックを理解し、計画的な作業が求められます。

この記事を読むことで、生コン打設における成功の秘訣を手に入れましょう。

また、失敗から学んだ実例やトラブルを回避する方法を通じて、あなたの建設プロジェクトがスムーズに進行し、高品質な仕上がりを実現するお手伝いをします。

さらに、生コン打設の際に気を付けるべきポイントや注意事項を紹介し、効率的な施工を実現する方法を明らかにします。

この情報を活用することで、建設プロジェクトの成功確率を高め、品質や信頼性を向上させることができます。

生コン打設に関する疑問や不安を解消し、プロジェクトの成功に向けた第一歩を踏み出しましょう。

生コン打設のプロとして、あなたのお役に立ちます。

この記事を書いた人
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当サイト『ゲンプラ』の運営者:ランメイシ

現場監督と家庭(プライベート)の両立を応援するために、土木工事の施工管理をやっている現役の現場監督(歴16年)が当サイトを運営しています。施工管理業務の悩みに全力でサポートします!ご安全に!

保有資格:1級土木施工管理技士、河川点検士

主な工事経験:河川の築堤・護岸工事、道路工事、橋梁下部工事

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目次

コンクリートの性質を考慮して圧送

ポンプを使用してコンクリートを打設する際にも、油断すればトラブルが発生する可能性があります。

コンクリートの性質などを理解していないと、閉塞が生じることがあります。

スムーズなポンプ施工を実現するためには、打設計画の策定や適切な機械の選定が不可欠です。

また、型枠を外した後に問題が発生しないようにするための要点も考慮する必要があります。

コンクリートがスムーズにポンプで圧送できるかどうかは、コンクリートの品質とポンプの性能に依存します。

購入する生コンクリートは一般的に「レディーミクストコンクリート」と呼ばれ、JIS規格に適合していても、実際に現場に届く時点では、まだ加工途中の段階です。

その後の打設や養生の方法は、コンクリートの最終品質に影響を与えます。

生コンクリートとコンクリート構造物の品質管理の責任は、生コンクリートの荷降ろし時点で分かれると考えられています。

生コンクリートの荷降ろしは、通常、ポンプ施工の専門家が行います。

施工管理者は荷降ろしの検査に立ち会うことがありますが、施工場での指揮に専念することが多いため、荷降ろし地点にあまり注意が向かないことがあります。

しかし、生コンクリートの品質確認と到着したコンクリートの圧送性の評価は、管理責任者の責務として認識すべきです。

送りやすさと閉塞しにくさで評価

コンクリートのポンプ圧送性を評価する用語にポンパビリティという言葉が存在します。

圧送性は質の良し悪しを示す言葉ではありますが、具体的な定量的指標はまだ存在しません。

加圧ブリーディング試験可視化試験など、いくつかの評価方法が試みられていますが、普及には至っていません。

圧送性は、「送りやすさ」と「閉塞しにくさ」の両面で評価されますが、これらに影響を与えるコンクリートの性質は対立することがあります。

たとえば、コンクリートの粘性が高い場合、材料分離が起こりにくくなりますが、輸送管内の摩擦抵抗が増加し、送り距離が長い場合に高圧での圧送が必要になり、送りにくくなることがあります。

適切な圧送性を持つコンクリートは、施工に適したスランプを備え、かつ分離しにくい適度な粘性を持っていることが求められます。

この点が評価の難しさを示しています。

最大圧送量が重要

コンクリートをポンプで圧送して打ち込む際、経験に頼ることが一般的ですが、無理な圧送を試みると閉塞などの問題が生じ、現場が混乱する可能性があります。

コンクリートをポンプで圧送して打ち込む場合、事前に計画を策定する必要があります。

計画の中で、打設区画に対するポンプの配置場所を最初に決定し、コンクリートの性質を考慮してポンプの型式を選定し、変化するコンクリートの施工性能を予測することが肝要です。

まず、コンクリートの打設場所を考慮し、ポンプ車の配置場所を適切に決定します。

ポンプ車をブームが届く範囲に設置できれば、配管を事前に敷設する必要はありません。

配管が必要な場合でも、ポンプを打ち込み場所の近くに設置します。

次に、1日の作業時間と打ち込む予定量から、単位時間あたりの圧送量を計算します。

常に最大の圧送量で作業が行えるわけではないため、効率的な作業を考慮して最大圧送量を見積もります。

作業時間に制限がある場合や、一回の打ち込み量が圧送能力に制約を受ける場合もあるでしょう。

重要なのは、時間あたりの圧送量が最大となる状況です。

これは、ポンプの圧力が圧送量に比例するため、機械の性能を決定する要因となります。

圧送時のコンクリート施工計画では、圧送の負担を最小限にする計画が欠かせません。

そのためには、輸送管の余分な経路を排除する工夫も必要です。

圧送負荷の算定方法

コンクリートをポンプで圧送する際のポンプにかかる負荷の算定方法は、土木学会のポンプ指針、日本建築学会のポンプ工法施工指針、全国圧送事業団体連合会の圧送マニュアルなど、複数の方法が存在します。

基本的には、所定のコンクリート吐出量が圧送される際の管内摩擦から計算されます。

この計算には、負荷が大きくなるベント管、テーパー管、フレキシブルホースの長さも考慮され、全長に対する最大圧送負荷が算出されます。

水平管内の圧力損失は、コンクリートの種類や配合によって異なります。

これらの計算値は、圧送計画を立案する際にポンプの機種選定に役立ちますが、実際の工事においては、計算結果と実際の状況が一致しないこともあります。

そのため、特に短い距離での場合には、ポンプの主油圧などの状況を注意深く観察し、圧送距離を調整することが望ましいです。

施工計画で決まるポンプの機種

下の図は、コンクリートの施工計画からポンプの機種を選定するまでの手順を示しています。

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【A】所要吐出量(Qh)を算定
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【B】管内圧力損失(K)を決定
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【C】必要吐出圧力Pmaxを算出

Aは所要吐出量の決定、Bは管内圧力損失の計算、Cは必要吐出圧力の算定です。

これらの結果を基に、適切な機械を選ぶことが重要です。

適切な機種が見つからない場合は、最初の施工計画に誤りがある可能性があります。

その際は、ポンプの数を増やしたり、打設量を減らしたりして計画を再評価し、再計算を行います。

経験豊富な技術者ほど、手戻りが少ないことが多いです。

また、過去の施工計画を参考にすることも重要です。

ポンプの性能を確認するためには、メーカーの仕様を確認するのが確実ですが、建設機械工業協会がメーカーの仕様一覧を公表しており、これを参照することもおすすめです。

以下に、その一部を示します。

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コンクリートポンプの性能の読み方

実吐出量と理論吐出圧力に対して「標準」 と 「高圧」 が示されているのは、ピストン式ポンプで、油圧回路を入れ替えて高圧に切り替えられるタイプ。

実吐出量と理論吐出圧力の関係を「標準」と「高圧」それぞれの範囲で示し、それらの範囲内は圧送可能と考えていい。

高圧時の圧送量や低圧時の圧送量をP-Q線図(下の図を参照)に描き、この図を基に圧送の管理を行うことができます。

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ポンプの性能の範囲を示した図(PY120-36Hの場合)

圧送が困難な場合とその対策

圧送に関連するトラブルや事故の多くは、作業時の連携ミスや不注意から発生します。

困難な状況を理解しておくことも非常に重要です。

高い場所への圧送については圧力が必要であることは理解しやすいかもしれませんが、逆に低い場所への圧送にも留意が必要です。

低い場所では、閉塞が発生しやすいことも考慮すべきです。配管内で負圧が生じたり、材料が配管内で落下する際に分離が生じ、閉塞の原因になる可能性があります。

下向きの圧送作業では、ループ管などの使用も閉塞を防ぐ手段として有用です。

輸送管の閉塞の予防と措置

輸送管の内部が乾燥している場合、長距離のコンクリート圧送において、コンクリートのスランプが低下し、所定の施工性能のコンクリートを打ち込み場所で得ることが難しくなる可能性があります。

圧送を行う前に、水送り後に先送りモルタルを圧送して輸送管を湿らせた状態でコンクリートを圧送します。

ただし、使用した先送りモルタルは、輸送管内で品質が変化するため、原則として型枠内には打ち込まないでください。

先送りモルタルが排出され、所定のコンクリートが筒先から出てくることを確認した後に、先端ホースを型枠内に移動させる必要があります。

先行モルタルの強度が打ち込むコンクリートの強度を上回っていても、モルタルはコンクリートよりも収縮が大きく、ひび割れが生じやすい可能性があるため、廃棄する必要があります。

輸送管の閉塞は、打ち込みを一時中断した後に再開する際に発生することがよくあります。輸送管内のコンクリートは時間経過とともに流動性を失います。

中断せざるを得ない場合、断続的に圧送を続ける検討が必要です。夏季には、輸送管に散水するなどの措置を取り、凝結を遅らせる必要があります。

閉塞が発生した場合、閉塞箇所を特定して回復させると同時に、生コンクリートの供給業者にも連絡し、供給ペースを遅らせるように調整する必要があります。

このような連絡体制は事前に整えておくべきです。

圧送時の確認事項は、下の表にまとめてあります。

スクロールできます
分類項目 確認・打合せ事項
全般打ち込み時間
予定終了時間
ポンプ車の到着時間
生コンの出荷開始時間
生コンの運搬時間
コンクリート打ち込み箇所ポンプ車との位置関係(上方・下方・距離)
打設範囲
打設高さ
予定打設数量
1時間当たりの打設量
打設速度
当日の生コン工場の出荷能力
他現場との調整
生コン車の台数
運搬時間
ポンプポンプの機種最大圧送負荷(水平換算距離と管内圧力損失)を考慮して安定圧送するために機種を選定
配管径と配管経路安定圧送するための配管径
配管の設置位置
配管支持台、振動防止方法
配管作業の実施日(前日または当日)
ポンプ車の設置場所生コン車2台が配置できる場所
故障時の代替車の確保
圧送作業員数、配置
生コン車の待機場所、水洗い場所
コンクリートコンクリート
先送りモルタル
コンクリートの種類、品質
先送りモルタルの品質、数量
品質検査の時期
打ち込み打ち込み順序
打ち込み方法
打ち込み位置
ホース先端の移動順序
配管の切り放し位置
中断時の対応段取り替えの時期
所要時間
昼休みの時間
締固め方法バイブレーターの種類 (内部振動機、型枠振動機など)および配置個所
作業員数、配置
仕上げ仕上げ開始時間打ち上がり時間の想定
仕上げ開始時間、終了予定時間
照明機器の準備
作業員数(特に夏場は注意)
降雨時の対策
養生養生方法養生方法
養生用資材の準備
開始時期、終了時期
その他余ったコンクリートの処理廃棄方法の検討
作業終了後のポンプ車の洗浄方法
連絡体制筒先担当者との連絡方法
生コン工場との出荷速度の調整、トラブル時の連絡体制
生コンクリート圧送作業に関して事前に確認すべき事項

全作業者がこれらを確認しておくと良いでしょう。

配管内のコンクリートの動き

スランプの小さいコンクリートと粘性や流動性が高いコンクリートでは、流れ方が異なります。

スランプの小さいコンクリートは「栓流」と呼ばれ、固まって移動します。

これは輸送管との間の圧力によって脱水され、水が摩擦抵抗を減少させる役割を果たします。

ベント管やテーパー管を通過する際には、コンクリートが変形するため摩擦抵抗が増加します。

一方、高流動性コンクリートや高強度コンクリートは粘性が高く、加圧されても脱水しづらいため、管の周りに水が集まって滑りを良くする効果は期待できません。

ただし、低速で圧送される範囲では、配管内でもコンクリートが比較的容易に変形するため、ベント管やテーパー管でも摩擦抵抗が大幅に増加することは少ないです。

どちらの場合でも、ポンプで圧送された後のコンクリートは、圧送前の状態から変化していることを考慮する必要があります。

特にスランプが小さい場合、加圧によって材料分離が生じている可能性があるため、筒先から出てきたコンクリートはバイブレーターなどを使用して再び流動化させ、均質な状態に戻すための配慮が必要です。

段取り替えで生じる不具合

筒先での材料分離は単に水だけではなく、段取り替えなどの際にフレキシブルホースを吊り下げる必要があるとき、ホース内のコンクリートが自由落下する可能性があることを指摘します。

コンクリートの粘性が低い場合、粗骨材は離れやすく、ホース内で先に落下し、粗骨材が集まる可能性があることに留意が必要です。

これに気付かないと、「ジャンカ(豆板)」と呼ばれる問題が発生する可能性があります。

「ジャンカ」は、連続的に打ち込んでいる場合には問題ありませんが、段取り替えや作業の一時停止、先端ホースの移動時に粗骨材が先走りすることがあります。

粗骨材が多く存在する箇所を見つけた場合、速やかに粗骨材を集めてモルタルの多い箇所に移動し、再振動することで均質な状態に戻すことができます。

ポンプ圧送は材料分離が生じにくいと一般的に考えられていますが、不具合のリスクが潜んでいることに注意が必要です。

まとめ

コンクリートのポンプ圧送作業は、建築や土木工事において非常に重要ですが、油断すればトラブルが発生することもあります。

今回は、ポンプ圧送作業のポイントについて解説しました。

ポンプ圧送作業では、コンクリートの品質とポンプの性能がスムーズな作業に大きく影響します。

購入する生コンクリートは、JIS規格の「レディーミクストコンクリート」であっても、現場に到着する段階では半製品と考えるべきでしょう。

その後の施工や養生が、最終的な品質に大きな影響を与えます。

ポンプ圧送工事の技術者は、荷卸しの際に生コンクリートを直接受け取りますが、施工管理者も生コンクリートの品質確認と圧送性の評価に責任を持つべきです。

ポンプ圧送作業の計画を立てる際には、以下のポイントに注意が必要です。

ポンプ圧送作業の計画を立てる際のポイント
  • 圧送計画の策定
    • 圧送を行う区画とポンプの設置場所を決定する
    • コンクリートの性質を考慮してポンプの機種を選定し、圧送距離を予測する
  • 圧送量の算定
    • 1日の作業時間と打ち込み量から単位時間あたりの圧送量を計算する
    • 作業効率や制約事項に合わせて最大圧送量を予測する
  • 圧送時の配慮
    • 圧送時の負荷を軽減するため、輸送管の無駄な経路を減らす工夫が必要
    • ポンプの選定方法には、土木学会や日本建築学会、全国圧送事業団体連合会の指針が参考になる
    • 基本的には所定の吐出量コンクリートが圧送されるときの管内摩擦から負荷を算出し、適切な機械を選定する

圧送作業中にも注意が必要です。

特に閉塞のリスクに注意しましょう。閉塞は作業時の連携ミス不注意から発生することが多いため、工程の連携を確認し、困難な条件にも対応できるように準備しておくことが大切です。

また、輸送管内のコンクリートの流れについても理解しておく必要があります。

スランプの小さいコンクリートと粘性が高いコンクリートでは、流れ方が異なります。

特に粗骨材の分離に気を付け、均質な状態を保つ工夫が必要です。

ポンプ圧送作業は、確認事項をしっかりと把握し、計画的に行うことが成功の鍵です。

ランメイシ

トラブルを最小限に抑え、効率的な施工を目指しましょう。

Q&A

ポンプ圧送作業中、どのようにしてコンクリートの品質を確保できますか?

コンクリートの品質を確保するためには、生コンクリートの品質確認と圧送性の評価が重要です。施工管理者は荷卸しの際に品質をチェックし、圧送前にポンプの選定と圧送計画を検討します。また、生コンクリートの適切な保湿や養生も品質を左右します。

圧送計画を立てる際、どのようなポイントに注意すべきですか?

圧送計画を策定する際には、以下のポイントに注意が必要です。

   – 圧送を行う区画とポンプの設置場所を決定する。

   – コンクリートの性質を考慮してポンプの機種を選定し、圧送距離を予測する。

   – 1日の作業時間と打ち込み量から単位時間あたりの圧送量を算定する。

圧送時の配慮とは何ですか?

圧送時の配慮には、圧送時の負荷を軽減するための工夫が含まれます。輸送管の無駄な経路を減らし、効率的な圧送を行うことが大切です。

ポンプ圧送作業中に起こりやすいトラブルは何ですか?

ポンプ圧送作業中に起こりやすいトラブルには、閉塞や連携ミス、不注意から生じるトラブルがあります。特に閉塞は注意が必要で、工程の連携を確認し、困難な条件にも対応することが重要です。

コンクリートのポンプ圧送作業中、粗骨材の分離にどのように対処すべきですか?

粗骨材の分離に対処するためには、粗骨材が多い箇所を見つけて速やかに集め、モルタルの多い箇所に移動し、再振動することが必要です。粗骨材が先走りしてしまうリスクに注意しましょう。

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